PROYECTO DE INSTALACIÓN DE TUBOS GEOTEXTILES PARA CONTROL DE
EROSIÓN COSTERA Y PROTECCIÓN DE INFRAESTRUCTURA DE PREDIOS
VERANIEGOS, EN UAYMITÚN, YUCATÁN.
DICIEMBRE DEL 2011 AXIS INGENIERIA S.A. DE C.V.
PROYECTO DE INSTALACIÓN DE TUBOS GEOTEXTILES PARA CONTROL DE EROSIÓN
COSTERA Y PROTECCIÓN DE INFRAESTRUCTURA DE PREDIOS VERANIEGOS, EN
UAYMITÚN, YUCATÁN.
CONTENIDO 1 ANTECEDENTES ... 2 2 OBJETIVOS Y ALCANCES ... 2 3 ESTUDIO TOPOBATIMÉTRICO ... 2 4 DESCRIPCION DEL PROYECTO ... 3 5 CONCLUSIONES ... 6 6 REFERENCIAS ... 7
1 ANTECEDENTES
El área de estudio del presente proyecto se ubica en un tramo de playa localizado en Uaymitún, municipio de Ixíl, Yucatán, a la altura del Km. 15.5 de la carretera Progreso ‐ Telchac. La zona abarca 300 metros de línea de playa, misma que presenta un alto grado de erosión propiciado por diversos fenómenos.
El tramo de estudio se puede caracterizar como una zona ampliamente conocida debido que a ambos lados se han realizado de manera favorable intervenciones de la misma índole, a base de colocar Tubos geotextiles como rompeolas sumergidos, las cuales son monitoreadas periódicamente mostrando resultados satisfactorios. Es de esperar que conectar la zona de interés con las estructuras existentes en sus extremos poniente y oriente, favorecerá la dinámica litoral al trabajar de forma homogénea como un solo tramo.
2 OBJETIVOS Y ALCANCES
De acuerdo a los antecedentes mencionados se platean los siguientes objetivos esenciales. Unir tramos de tubos geotextiles existentes para recuperar 300 metros de playa,
favoreciendo la dinámica natural del sedimento que quedó vulnerable entre tramos. Salvaguardar las Instalaciones veraniegas que en la actualidad se encuentran en riesgo
por invasión de aguas.
Ejecutar las labores de resguardo sin interponerse a la dinámica natural del movimiento de sedimento que conforma el sistema de litorales en la costa Norte de Yucatán mediante el empleo de elementos flexibles.
Recurrir a una tecnología que sea sencillamente removible o modificable en el caso que las circunstancias de la zona y el monitoreo posterior así lo ameriten.
Cumpliendo con los 4 objetivos mencionados se proyecta una estructura removible a base de tubos geotextiles rellenos de arena, actuando como rompeolas semisumergidos para mitigar la energía del oleaje y favorecer la estabilización de la arena, con la finalidad de salvaguardar la infraestructura presente en la franja costera ante sucesos meteorológicos como huracanes y nortes, que además favorezca al restablecimiento paulatino del perfil playero de equilibrio hasta la duna costera. 3 ESTUDIO TOPO BATIMETRICO El objetivo del estudio topo batimétrico es definir los perfiles transversales a la línea de playa, además de conocer las condiciones del fondo y definir la línea de colocación del tubo geotextil. Este estudio permitirá disponer de información actualizada de las condiciones de playa, de tal forma que se puedan tomar decisiones adecuadas respecto al mantenimiento durante la etapa de operación del tubo geotextil sumergido. Este levantamiento es una herramienta útil para evaluar el comportamiento de la dinámica litoral de la zona.
El levantamiento topobatimétrico se realizará utilizando GPS diferencial con procesamiento de datos utilizando las herramientas de CivilCad y Surfer (ver figura 7).
Figura 7. Imagen 3D de la zona de estudio para el desplante del tubo geotextil (línea cortada)
4 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
En los últimos años, las playas del norte del estado de Yucatán han sufrido efectos erosivos notables, siendo en ocasiones de varios metros al año. Basados en visitas al sitio se puede caracterizar al conjunto de interacciones dentro del área del proyecto como un sistema en desequilibrio tendiente a una erosión progresiva causada por la recesión de la línea de costa. El proyecto de protección constará de la instalación de una franja de 300 m de tubos geotextiles tal como se aprecia en la figura siguiente y en el plano anexo a este documento.
Figura 8. Zona de desplante del tubo geotextil
Es importante mencionar que toda acción que se realice en la zona de playa, debe ser ambientalmente “suave” y encaminada a no alterar el movimiento natural del material de arrastre que conforma las playas. A continuación se mencionan las acciones a realizar.
1. Instalación de rompeolas semisumergido a base de tubos geotextiles de polipropileno que asegure el límite de regresión de playa al mismo tiempo que favorezca la acumulación de sedimento en su lado interno. Este tubo geotextil se desplantará en Nivel Medio de Marea Baja (NMMB) a una distancia promedio de 10 mts del nivel de marea media con una altura de 0.90 cm ±10 cm. De acuerdo al análisis de mareas, esta altura cubrirá todo el rango de mareas astronómicas de la zona lo que asegurará la rotura del oleaje en el tubo geotextil y evitará el efecto erosivo en las proximidades de la Infraestructura. Este elemento longitudinal servirá como estructura de preservación de la línea de costa, pero permitirá el paso de oleaje en condiciones extremales de marea meteorológica.
2. Si bien el tubo geotextil protege por si solo la Infraestructura veraniega, únicamente quedara cubierto de arena de forma natural cuando ocurra un restablecimiento de la dinámica natural en la zona, por lo que vertidos periódicos de arena pueden ser recomendados y/o necesarios. Sin embargo, y dada la experiencia en el tramo adjunto al proyecto en su lado Este, donde se hizo una intervención similar en Mayo del 2005, una vez colocado el tubo geotextil, en el período comprendido entre Marzo y Agosto, justo antes de que comience los oleajes con mayor contenido energético, es de esperar que se cubra por completo sin la necesidad de vertidos adicionales y que la zona comprendida entre el tubo geotextil y la línea de playa, se rellene de forma rápida y natural, sin afectación a la dinámica natural. El programa de monitoreo a implementar, determinará si estos vertidos fueran necesarios en su caso. En el plano se detalla la superficie en donde se modificará la morfología costera, abarcando desde los tubos geotextiles hasta el nivel de pleamar máxima, comprendiendo un total de 4,921.257 m2. 3. Se recomienda realizar el monitoreo semestral de la evolución de la línea de orilla y perfiles a cada 100 mts en una distancia del doble de la longitud de los elementos de protección, para poder determinar acciones de mantenimiento como vegetación, rellenos adicionales o modificación de la obra. Es importante recalcar que durante la vida útil del tubo geotextil se debe evitar su permanente exposición a los rayos UV por lo que es importante no llenarlo más de la cota de llenado establecida.
4.1 PROGRAMA DE OBRA
Como rendimiento general, la obra demora 1 dia por cada tubo geotextil de 30 metros requerido. Para la instalación de los 300 m del elemento protector se requerirán 10 tubos geotexiles de 30 m de longitud , de tal modo, se requerirán de 10 días a tiempo completo para la instalación de todos los tubos geotextiles, tomando en cuenta los trabajos preliminares y la verificación final, el proyecto se llevará a cabo en 12 días como lo muestra el programa.
Días 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 preliminares verificación batimétrica verificación de la cota de desplante construcción Colocación en el sitio de desplante llenado de los tubos geotextiles verificación final En el anexo 1 se encuentra la descripción del procedimiento de llenado de los tubos geotextiles. 4.2 INVERSIÓN REQUERIDA
La inversión necesaria para la ejecución de los trabajos es de 3,500 pesos por metro lineal de tubo geotextil colocado. Este precio incluye material, mano de obra y maquinaria para la instalación. Para el total del proyecto la cantidad aproximada haciende a 1,050,000 pesos MN dado que se instalaran 10 tubos geotextiles de 30 metros lineales cada uno. 4.3 MATERIAL, EQUIPO Y PERSONAL NECESARIO Para la realización de proyecto se requiere de una bomba de solidos con salida de 4 o 6 pulgadas de diámetro para la inyección de slurry (arena y agua) hacia el interior de los tubos geotextiles. Se requiere también de una retroexcavadora para el movimiento de material (arena). Posiblemente se requiere de una bomba adicional para aumentar la presión del agua durante el llenado de los tubos. Entre el personal necesario se requiere de 1 operador de retroexcavadora, 2 personas para el manejo de la bomba de sólidos, 1 persona para el manejo de la bomba adicional (en caso de ser necesaria) y 5 personas para la colocación y acomodo de arena durante el llenado de los tubos. 4.4 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS TUBO GEOTEXTIL
Tubo formado por geotextil tejido con fibras de polipropileno de alta tenacidad con las siguientes propiedades mecánicas:
Propiedad Método de prueba Valor mínimo (MARV)
Resistencia a la tensión última ASTM 4595 70.0 Kn/ml (MD) 95.0 Kn/ml (CD) Resistencia al 5% de deformación ASTM 4595 17.5 Kn/ml (MD)
60.0 Kn/ml (CD) Resistencia de la costura de fabrica ASTM D4884 50 Kn/ml
Apertura aparente (AOS) ASTM D4751 0.035 ‐ 0.425 mm Notas: 1) El geotextil deberá contener 2% de negro de humo (carbon black) 2) Los tramos serán de 30 mts de largo, sin costuras y uniones transversales. Las costuras longitudinales no quedarán en la cara exterior del tubo principal sujeta al impacto del oleaje 3) Todas las costuras deberán ser de fábrica por el mismo productor del geotextil Figura 9. Sección tipo del tubo geotextil 5 CONCLUSIONES ‐ La zona de estudio se encentra bajo un proceso de erosión acumulativa que ha reducido significativamente la cota de arena de la zona, provocando la perdida no solo de sustrato sino también de vegetación de duna costera. En consecuencia, aumenta el riesgo de estabilidad de la infraestructura establecida en el litoral.
‐ Las acciones propuestas de intervención deberán efectuarse bajo un programa definido que culmine en la conformación de una duna costera consolidada con vegetación, sin obstáculos al libre tránsito de los sedimentos y que asegure un límite mínimo de regresión de la costa.
‐ El elemento de protección a base de tubos geotextiles se propone debido que este tipo de obra debe ser primordialmente marginal, como lo es al quedar mayormente oculto y en sentido axial a la costa. Igualmente debe poder ser provisional y fácilmente removible, característica muy evidente por estar relleno de arena, a la vez de que la cubierta consiste de un material inerte (polipropileno), características que le dan resistencia y durabilidad, que en caso de ser requerido, pueden trabajar efectivamente como una obra permanente.
‐ La solución propuesta no interviene en la dinámica litoral de la zona, al permitir el libre tránsito de sedimentos que conforman el sistema de playas en la costa Norte de Yucatán.
‐ A pesar de la obra, el riesgo de incrementos del nivel del mar del orden de 4 mts es inevitable ante el paso de un huracán categoría 2 o superior. El proyecto en si, ante estos eventos, no ofrecerá una medida efectiva en sí, pero al propiciar un incremento en
la playa, así como en su cota y el crecimiento de vegetación rastrera de duna costera, la fortaleza de una duna propiciará un rompimiento adelantado de la energía del oleaje en la mayoría de los casos. 6 REFERENCIAS
"Estudio de Evolución de la Línea de Playa entre Chelem y Progreso". Secretaría de Comunicaciones y Transportes, Subdirección de Infraestructura, Dirección General de Obras Marítimas. 1986 DF
"Detached Breakwaters for Shore Protection". Coastal Engineering Research Center. USA 1986 "Reporte Técnico Preliminar del Estudio de Dinámica Costera para definir las Obras de Protección Contra la Erosión entre Uaymitún y Chuburná, Yuc."
Secretaría de Comunicaciones y Transportes, Dirección General de Puertos, Dirección de Obras Marítimas, 1999, DF
“Proyecto del tramo piloto de rehabilitación de playas en Progreso”. Enrique Álvarez del Rió. Delegación Federal de la SEMARNAT en Yucatán. Mérida, Yucatán, 2002. “Control de erosión costera y protección de infraestructura de predios veraniegos, en Uaymitún, en el km 17 de la carr. Progreso – Telchac Puerto, municipio de Ixil, Yucatán”. Axis Ingeniería SA de CV. 2005.
ANEXO 1
PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO PARA EL LLENADO DE ARENA DE LOS
TUBOS GEOTEXTILES.
PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO PARA EL LLENADO DE ARENA DE LOS TUBOS GEOTEXTILES. Será responsabilidad del contratista realizar una batimetría, con un máximo de una semana antes de la instalación para verificar el trazo en base a las curvas batimétricas. El trazo de la planta del tubo geotextil puede modificarse levemente según la batimetría al momento de la obra, pero las cotas de desplante de proyecto deberán ser respetados.
En base al levantamiento batimétrico previo a la instalación, e definirá el desplante definitivo. Así mismo, el contratista será responsable de realizar un perfil longitudinal que refleje la cota de desplante del eje del tubo principal, así como la cota de coronación una vez se llenen los tubos. La tolerancia máxima para las cotas definitivas será de ±10 cm.
Los bancos de arena de los cuales se obtendrá el material para el relleno de los tubos geotextiles, se encontrarán entre el eje de desplante y la zona de playa seca. De esta manera no se afectará el ecosistema de arrastre natural de sedimentos. Antes del inicio de los trabajos, deberá revisarse el sistema de bomba para inducción de arena y estimarse la relación arena/agua parar programar el llenado de los tubos de tal forma que no queden rellenos intermedios entre jornadas. PROCEDIMIENTO 1. El tubo geotextil se desplantará en la cota que marque cada sección respecto al nivel medio de marea baja (NMMB) de acuerdo a la sección tipo (figura A1.1). Figura A1.1: Desplante del tubo geotextil.
2. Los tubos geotextiles se presentarán en longitudes máximas de 30 mts para poder realizar todas las maniobras con mano de obra no especializada y sin equipo pesado. 3. El trazo de la planta del tubo geotextil puede modificarse levemente según la topografía
al momento de la obra, pero los perfiles transversales y las cotas de desplante de proyecto deberán ser respetados.
4. El llenado del tubo geotextil se realizará con una bomba de inducción de arena. La manguera de descarga de la bomba deberá ser insertada en los puertos de llenado, que han sido previamente fabricados en el tubo geotextil. El tamaño mínimo de la bomba ha ser utilizada no deberá tener un diámetro de descarga menor a 4”.
5. La succión de arena será realizada directamente de las zonas autorizadas, previamente definidas, y se deberá garantizar un bombeo mínimo de 50 m3 de arena por jornada. Esto asegurará, que los tubos no queden parcialmente llenados entre un día y otro.
90 ± 10 cm
NMMA NMMB
PERFIL PLAYERO ORIGINAL
6. Previo al llenado del tubo principal, los tubos quedarán fijados mediante estacas del
lado de la playa (figura A1.2) para que durante el proceso de inyección de arena queden fijos. Los tubos se llenarán de forma uniforme hasta obtener la cota de coronación de proyecto con una tolerancia de ±10 cm. Figura A1.2: Fijación tubos geotextil previo al llenado de arena 7. Antes de llenar un tubo, éste se traslapará sobre otro aproximadamente 50 cm, con el fin de fijar al tubo siguiente. Este procedimiento de llenado se muestra en la figura A1.3. Figura A1.3: procedimiento de llenado.
8. Tras 24 horas de llaneado de los tubos, se procederá a la verificación de la cota de coronación y se realizarán los procesos de inyección adicional de arena en las partes que la cota quede por debajo de la tolerancia, e inyección de agua para extracción de arena en las partes que la coronación quede por arriba del máximo permisible.
SECCION TUBO LLENA
SECCION TUBO DURANTE LLENADO
ELEMENTO FIJO PARA AMARRE
AGARRADERA (SEPARACION MAXIMA 3.5 MTS)
TEXTIL DE FABRICA
CUERDA DE AMARRE
50 cm
Puertos de llenado
